(57)【要約】  【課題】  電子放射手段の電子放射特性が異なる場合にあっても、単位時間当たりに放射される電子の個数を均一にすることができる電子放射装置、駆動装置およびディスプレイを提供する。  【解決手段】  閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部１１１０を有する電子放射手段１１００と、電子放射手段１１００が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって電子放射手段１１００が放射した電子の個数を検出する電子数検出手段１２００と、電子放射手段１１００が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段１１００を制御する電子放射停止制御手段１３００とによって構成される。【選択図】  図１
2005121756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段と、前記電子放射手段が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって前記電子放射手段が放射した電子の個数を検出する電子数検出手段と、前記電子放射手段が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御する電子放射停止制御手段とを備えたことを特徴とする電子放射装置。
【請求項２】
前記電子数検出手段が、前記放射電流に応じて電荷を蓄積するコンデンサ部と、前記コンデンサ部に蓄積された電荷を放出するための電荷放出回路部とを備え、前記電子放射停止制御手段が、前記コンデンサ部に電荷が蓄積されることによって生じる電位差を検出し、前記電位差が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子放射装置。
【請求項３】
閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段がマトリクス状に複数配置された電子放射パネルを駆動する駆動装置であって、
前記各電子放射手段が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって前記各電子放射手段が放射した電子の個数を検出する複数の電子数検出手段と、前記各電子放射手段が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記各電子放射手段を制御する複数の電子放射停止制御手段とを備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項４】
前記各電子数検出手段は、前記放射電流に応じて電荷を蓄積するコンデンサ部と、前記コンデンサ部に蓄積された電荷を放出するための電荷放出回路部とを備え、前記各電子放射停止制御手段は、前記コンデンサ部に電荷が蓄積されることによって生じる電位差が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
【請求項５】
閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段がマトリクス状に複数配置された電子放射パネルと、請求項３または請求項４に記載の駆動装置と、前記電子放射パネルによって放射された電子が入射されたときに蛍光を発する蛍光体パネルとを備えたことを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放射装置、電子放射パネル、駆動装置およびディスプレイに関し、詳しくは、均一な電子の放射特性を有して高精細に画像を表示する電子放射装置、駆動装置およびディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子放射装置は、所定の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部と、電子放射部に直列接続されて過電流の発生を防止する抵抗器手段とによって構成されている。電子放射部は、スピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型エミッタ、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型構造のエミッタ、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）型構造のエミッタ、またはＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）を用いたエミッタなどによって構成されている（例えば特許文献１）。これらのエミッタは、超薄膜形成技術および超微細加工技術によって作製される。
【０００３】
また、前述したような電子放射装置を用いたディスプレイは、１画素ごとに複数の電子放射部を備え、電子放射部によって放射された電子が陽極電圧によって加速され、加速された電子が蛍光体に入射されることによって、蛍光体が蛍光を発し、画像が表示されるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−１００３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電子放射装置において、電子放射部は、超薄膜形成技術および超微細加工技術によって複数の電子放射装置を同一の作製工程で作製したとしても、電子放射特性にばらつきが発生するため、各電子放射部に同じ値の電圧を印加した場合であっても、各電子放射装置によって放射される電子の個数にばらつきが発生する。すなわち、従来の電子放射装置では、放射される電子の個数を均一にすることができないという問題がある。また、複数の従来の電子放射部を用いたディスプレイにあっては、各電子放射部の間で放射される電子の個数を均一にすることができず、１画素当たりの電子放射装置の数を多くして１画素当たりの電子放射特性を平均化しているため、高精細に画像を表示することができないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、電子放射部の電子放射特性が異なる場合にあっても、単位時間当たりに放射される電子の個数を均一にすることができる電子放射装置、駆動装置およびディスプレイを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る電子放射装置は、閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段と、前記電子放射手段が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって前記電子放射手段が放射した電子の個数を検出する電子数検出手段と、前記電子放射手段が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御する電子放射停止制御手段とを備えた構成を有している。
【０００７】
この構成により、電子数検出手段によって電子放射手段から単位時間当たりに放射される電子の個数が制御されるため、電子放射手段の電子放射特性に依存せずに、単位時間当たりに放射する電子の個数を均一にすることができる。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る電子放射装置は、請求項１において、前記電子数検出手段が、前記放射電流に応じて電荷を蓄積するコンデンサ部と、前記コンデンサ部に蓄積された電荷を放出するための電荷放出回路部とを備え、前記電子放射停止制御手段が、前記コンデンサ部に電荷が蓄積されることによって生じる電位差を検出し、前記電位差が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御する構成を有している。
【０００９】
この構成により、請求項１に記載の電子数検出手段を簡便に構成することができる。また、コンデンサ部に蓄積された電荷を１単位時間毎に放出することができるため、コンデンサ部を１単位時間毎に初期状態に戻すことができる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る駆動装置は、閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段がマトリクス状に複数配置された電子放射パネルを駆動する駆動装置であって、前記各電子放射手段が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって前記各電子放射手段が放射した電子の個数を検出する複数の電子数検出手段と、前記各電子放射手段が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記各電子放射手段を制御する複数の電子放射停止制御手段とを備えた構成を有している。
【００１１】
この構成により、各電子放射手段の電子放射特性に依存せずに、各電子放射手段によって単位時間当たりに放射される電子の個数を均一にすることができる駆動装置を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る駆動装置は、請求項３において、前記各電子数検出手段は、前記放射電流に応じて電荷を蓄積するコンデンサ部と、前記コンデンサ部に蓄積された電荷を放出するための電荷放出回路部とを備え、前記各電子放射停止制御手段は、前記コンデンサ部に電荷が蓄積されることによって生じる電位差が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう前記電子放射手段を制御する構成を有している。
【００１３】
この構成により、請求項３に記載の電子数検出手段を簡便に構成することができる。また、コンデンサ部に蓄積された電荷を１単位時間毎に放出することができるため、コンデンサ部を１単位時間毎に初期状態に戻すことができる。
【００１４】
また、本発明の請求項５に係るディスプレイは、閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部を１つ以上有する電子放射手段がマトリクス状に複数配置された電子放射パネルと、請求項３または請求項４に記載の駆動装置と、前記電子放射パネルによって放射された電子が入射されたときに蛍光を発する蛍光体パネルとを備えた構成を有している。
【００１５】
この構成により、１つの電子放射手段によって単位時間当たりに放射される電子の個数が均一となるように制御されるため、１つの電子放射手段によって放射される電子によって発せられる蛍光の輝度を均一にすることができる。このため、１画素当たりの電子放射部の数を減少させることができ、高精細に画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、電子放射部の電子放射特性が異なる場合にあっても、電子数検出手段によって電子放射手段から単位時間当たりに放射される電子の個数が制御されることによって、電子放射部の電子放射特性に依存せずに、電子放射手段から単位時間当たりに放射する電子の個数を均一にすることができる電子放射装置、駆動装置およびディスプレイを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明の電子放射装置１０００は、閾値以上の電圧が印加されたときに電子を放射する電子放射部１１１０を有する電子放射手段１１００と、電子放射手段１１００が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって電子放射手段１１００が放射した電子の個数を検出する電子数検出手段１２００と、電子放射手段１１００が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段１１００を制御する電子放射停止制御手段１３００とを備えている。なお、図１において、電子放射部１１１０は等価回路で示している。
【００１９】
電子放射装置１０００は、外部電源１００に接続されており、外部電源１００は、電子放射手段１１００にゲート電圧を印加するゲート電圧印加手段１１０と、電子放射停止制御手段１３００を介して電子放射手段１１００に陰極電圧を印加する陰極電圧印加手段１２０と、電子放射手段１１００から放射された電子を加速して蛍光体パネル２００に入射させるための陽極電圧を蛍光体パネル２００に印加する陽極電圧印加手段１３０と、後述する電荷放出パルスを電子数検出手段１２００に印加する電荷放出パルス印加手段１４０と、後述する初期パルスを電子放射停止制御手段１３００に印加する初期パルス印加手段１５０とを備えている。
【００２０】
また、蛍光体パネル２００は、真空に保たれた間隙を介して電子放射装置１０００と対向して設置されている。また、蛍光体パネル２００は、図示しない透明電極と蛍光体とを有しており、透明電極には、陽極電圧印加手段１３０によって陽極電圧が印加されるようになっている。また、蛍光体には、電子放射装置１０００によって放射され陽極電圧によって加速された電子が入射されるようになっており、蛍光体は、電子が入射されたときに所定の波長で蛍光を発するようになっている。
【００２１】
電子放射手段１１００は、外部電源１００と電気的に接続されるゲート側端子１１００ａと、電子放射停止制御手段１３００と電気的に接続される陰極側端子１１００ｂとを有している。また、以下の説明において、電子放射手段１１００が電子を放射する電圧の閾値をＶｏｎ（Ｖ）と表す。
【００２２】
なお、電子放射手段１１００は、従来からあるスピント型エミッタ、ＭＩＳ型構造のエミッタ、ＭＩＭ型構造のエミッタ、表面伝導型エミッタ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｍｉｔｔｅｒ，ＳＣＥ）、もしくは、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）またはＣＮＴを用いたエミッタなどによって構成され、従来からあるエミッタであればその構成を限定されない。また、スピント型エミッタの場合にあっては、ニオブ、タングステンまたはモリブデンなどの高融点金属材料、シリコンをはじめとする半導体材料などをそのティップ材料として用いていることはいうまでもない。
【００２３】
電子数検出手段１２００は、前述したように、電子放射手段１１００が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって電子放射手段１１００が放射した電子の個数を検出するようになっている。ここで、放射電流とは、電子放射手段１１００によって放射されて蛍光体パネル２００に入射された電子が陽極電圧印加手段１３０によって印加された陽極電圧に応じて蛍光体パネル２００から接地点まで移動することによって発生する電流のことをいう。
【００２４】
ここで、電子数検出手段１２００の構成例について説明する。
【００２５】
電子数検出手段１２００は、陽極電圧印加手段１３０を介して蛍光体パネル２００と直列に接続され、放射電流に応じて電荷を蓄積するコンデンサ部１２１０と、コンデンサ部１２１０に蓄積された電荷を放出する電荷放出回路部１２２０とを備えている。なお、電荷放出回路部１２２０による電荷放出のタイミングは、電荷放出パルスによって制御されるようになっている。すなわち、電荷放出パルスとは、電荷放出回路部１２２０の電荷放出を制御するためのパルス電圧のことをいう。ここで、電荷放出回路部１２２０は、第１のトランジスタ１２２１と、抵抗器１２２２とを備えている。なお、第１のトランジスタ１２２１は、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によって構成される。  
【００２６】
コンデンサ部１２１０は、第１のコンデンサ端子１２１０ａと、第２のコンデンサ端子１２１０ｂとを有し、第１のコンデンサ端子１２１０ａは、陽極電圧印加手段１３０および抵抗器１２２２と電気的に接続され、第２のコンデンサ端子１２１０ｂは接地されている。
【００２７】
第１のトランジスタ１２２１は、ゲート端子に電圧が印加されていない場合に、オフ状態になり、ゲート端子に−ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オン状態になるようになっている。なお、第１のトランジスタ１２２１は、ドレイン端子が抵抗器１２２２と電気的に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子が電荷放出パルス印加手段１４０と電気的に接続されている。
【００２８】
抵抗器１２２２は、一方の端子が第１のトランジスタ１２２１のドレイン端子と電気的に接続され、一方の端子が第１のコンデンサ端子１２１０ａと電気的に接続されている。
【００２９】
電子放射停止制御手段１３００は、上述したように、電子放射手段１１００が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段１１００を制御するようになっている。なお、電子放射停止制御手段１３００は、電子放射装置１０００にゲート電圧と陰極電圧とが印加されている時間内において、初期パルス印加手段１５０によって印加される初期パルスに応じて、電子の放射を開始するよう電子放射手段１１００を制御するようになっている。すなわち、初期パルスとは、電子放射装置１０００にゲート電圧が印加されたとき、電子放射手段１１００に陰極電圧を印加するタイミングを制御するためのパルス電圧のことをいう。
【００３０】
また、電子放射停止制御手段１３００は、電子数検出手段１２００がコンデンサ部１２１０を有するよう構成される場合には、コンデンサ部１２１０に電荷が蓄積されることによって生じる電位差を検出し、電位差が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段１１００を制御するようになっている。なお、以下の説明において、前述した予め設定された電位差の値のことをＶｔｈと表す。
【００３１】
ここで、電子放射停止制御手段１３００の構成例について、図２を参照して説明する。
【００３２】
電子放射停止制御手段１３００は、第１のレベルシフタ部１３１０と、インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０と、第２のトランジスタ部１３３０と、第３のトランジスタ部１３４０と、第４のトランジスタ部１３５０と、第５のトランジスタ部１３６０と、電圧保持コンデンサ部１３７０とを備えている。なお、第２のトランジスタ部１３３０、第３のトランジスタ部１３４０、第４のトランジスタ部１３５０および第５のトランジスタ部１３６０は、ＦＥＴによって構成される。
【００３３】
第１のレベルシフタ部１３１０は、コンデンサ部１２１０の第１のコンデンサ端子１２１０ａと電気的に接続され、第１のコンデンサ端子１２１０ａと第２のコンデンサ端子１２１０ｂとの間に発生する電位差を検出するようになっている。また、第１のレベルシフタ部１３１０は、コンデンサ部１２１０に発生する電位差がＶｔｈ以上のときに、インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０と第４のトランジスタ部１３５０のゲート端子とに−ＶＧＳ（Ｖ）の電圧を印加するようになっている。なお、第１のレベルシフタ部１３１０は、コンデンサ部１２１０に発生する電位差がＶｔｈ未満のときには、インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０と第４のトランジスタ部１３５０のゲート端子とに０（Ｖ）の電圧を印加するようになっている。
【００３４】
インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０は、第１のレベルシフタ部１３１０と電気的に接続され、第１のレベルシフタ部１３１０によって−ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加されているときに、第５のトランジスタ部１３６０のゲート端子に−ＶＣ＋ＶＧＳ（Ｖ）の電圧を印加するようになっている。また、インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０は、第１のレベルシフタ部１３１０によって電圧が印加されていないときに、第５のトランジスタ部１３６０のゲート端子に−ＶＣ（Ｖ）の電圧を印加するようになっている。
【００３５】
第２のトランジスタ部１３３０および第４のトランジスタ部１３５０は、ゲート端子に０（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オフ状態になるようになっている。また、第２のトランジスタ部１３３０は、ゲート端子に−ＶＣ（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オン状態になるようになっている。また、第４のトランジスタ部１３５０は、ゲート端子に−ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オン状態になるようになっている。なお、第２のトランジスタ部１３３０は、ドレイン端子が第３のトランジスタ部１３４０のゲート端子、第５のトランジスタ部１３６０のドレイン端子および電圧保持コンデンサ部１３７０と電気的に接続され、ソース端子がＶＣ−ＶＧＳ（Ｖ）の起電力を有する固定電源の負電極と電気的に接続され、ゲート端子が初期パルス印加手段１５０と電気的に接続されている。なお、前述したＶＣ−ＶＧＳ（Ｖ）の起電力を有する固定電源の正電極は、接地されている。また、第４のトランジスタ部１３５０は、ドレイン端子が電子放射手段１１００の陰極側端子１１００ｂと電気的に接続され、ソース端子が接地され、ゲート端子が第１のレベルシフタ部１３１０と電気的に接続されている。
【００３６】
第３のトランジスタ部１３４０および第５のトランジスタ部１３６０は、ゲート端子に−ＶＣ（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オフ状態になり、ゲート端子に−ＶＣ＋ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加されている場合に、オン状態になるようになっている。なお、第３のトランジスタ部１３４０は、ソース端子が陰極電圧印加手段１２０と電気的に接続され、ドレイン端子が電子放射手段１１００の陰極側端子１１００ｂと電気的に接続され、ゲート端子が第２のトランジスタ部１３３０のドレイン端子および電圧保持コンデンサ部１３７０と電気的に接続されている。また、第５のトランジスタ部１３６０は、ドレイン端子が第３のトランジスタ部１３４０のゲート端子、第２のトランジスタ部１３３０のドレイン端子、および電圧保持コンデンサ部１３７０と電気的に接続され、ソース端子がＶＣ（Ｖ）の起電力を有する固定電源の負電極と電気的に接続され、ゲート端子がインバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０と電気的に接続されるている。なお、前述したＶＣ（Ｖ）の起電力を有する固定電源の正電極は、接地されている。
【００３７】
ここで、上述したオン状態とは、ソース端子とドレイン端子との間に電圧を印加したときに、電流を流すことができる状態のことをいい、上述したオフ状態とは、ソース端子とドレイン端子との間に電圧を印加したとしても、電流を流すことができない状態のことをいう。また、上述した電圧値ＶＧＳは、上述した電圧値ＶＣよりも小さいものとする。
【００３８】
電圧保持コンデンサ部１３７０は、印加された電圧を保持して、第３のトランジスタ部１３４０のオン状態またはオフ状態を保持するようになっている。なお、電圧保持コンデンサ部１３７０は、一方の端子が接地され、一方の端子が第２のトランジスタ部１３３０のドレイン端子、第３のトランジスタ部１３４０のゲート端子および第５のトランジスタ部１３６０のドレイン端子と電気的に接続されている。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態の電子放射装置１０００の動作について、図１および図２のブロック図ならびに図３のタイミングチャートを参照して説明する。
【００４０】
以下の説明において、ＶＦＥＴ１とは、第１のトランジスタ１２２１のゲート端子に印加される電圧のことをいい、ＶＦＥＴ２とは、第２のトランジスタ部１３３０のゲート端子に印加される電圧のことをいい、ＶＦＥＴ３とは、第３のトランジスタ部１３４０のゲート端子に印加される電圧のことをいう。また、ＶＦＥＴ４とは、第４のトランジスタ部１３５０のゲート端子に印加される電圧のことをいい、ＶＦＥＴ５とは、第５のトランジスタ部１３６０のゲート端子に印加される電圧のことをいう。また、ＩＣａｐとは、コンデンサ部１２１０に流れる電流、すなわち放射電流の電流値のことをいい、ＶＥとは、ゲート側端子１１００ａと陰極側端子１１００ｂとの間の電位差の絶対値のことをいい、ＶＣａｐとは、第１のコンデンサ端子１２１０ａと第２のコンデンサ端子１２１０ｂとの間の電位差の絶対値のことをいう。
【００４１】
まず、時刻Ｔ１において、電圧値ＶＧ（Ｖ）のゲート電圧、および電圧値−ＶＣ（Ｖ）の陰極電圧が電子放射装置１０００に印加される。また、時刻Ｔ１において、第２のトランジスタ部１３３０のゲート端子に初期パルスが印加されることによってＶＦＥＴ２が−ＶＣ（Ｖ）となるため、第２のトランジスタ部１３３０はオン状態となる。また、第２のトランジスタ部１３３０がオン状態となることによってＶＦＥＴ３が−ＶＣ＋ＶＧＳ（Ｖ）となるため、第３のトランジスタ部１３４０はオン状態となる。このため、ＶＥがＶＧ＋ＶＣ（Ｖ）となり、電子放射手段１１００によって電子が放射される。このとき、放射された電子が蛍光体パネル２００に入射され、電子が蛍光体パネル２００からコンデンサ部１２１０まで移動することによって放射電流が発生する。なお、時刻Ｔ１におけるＩＣａｐをＩ１（Ａ）とする。
【００４２】
ここで、初期パルスが印加されてから所定時間経過した後に第２のトランジスタ部１３３０はオフ状態となるが、ＶＦＥＴ３が電圧保持コンデンサ部１３７０によって−ＶＣ＋ＶＧＳ（Ｖ）に保持されるため、第３のトランジスタ部１３４０のオン状態が保持され、ＶＥがＶＧ+ＶＣ（Ｖ）に保持される。なお、時刻Ｔ１においては、ＶＦＥＴ４が０（Ｖ）であるため、第４のトランジスタ部１３５０はオフ状態であり、ＶＦＥＴ５が−ＶＣ（Ｖ）であるため、第５のトランジスタ部１３６０はオフ状態である。
【００４３】
次いで、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間に、コンデンサ部１２１０には放射電流がコンデンサ部１２１０に流れることによって電荷が蓄積され、ＶＣａｐは増加しＩＣａｐは減少する。そして、ＶＣａｐがＶｔｈ（Ｖ）になったとき（時刻Ｔ２）に、第１のレベルシフタ部１３１０によってインバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０と第４のトランジスタ部１３５０のゲート端子とに−ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加され、第４のトランジスタ部１３５０がオン状態となる。また、インバータおよび第２のレベルシフタ部１３２０によって第５のトランジスタ部１３６０のゲート端子に−ＶＣ＋ＶＧＳ（Ｖ）の電圧が印加され、第５のトランジスタ部１３６０がオン状態となり、ＶＦＥＴ３が−ＶＣ（Ｖ）となることによって第３のトランジスタ部１３４０がオフ状態となる。この結果、ＶＥがＶＧ（Ｖ）となり、電子放射手段１１００からの電子の放射が停止され、ＶＣａｐはＶｔｈで維持される。なお、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の間では各パラメータは変化しない。
【００４４】
その後、時刻Ｔ３において、電荷放出パルス印加手段１４０によって電荷放出パルスが第１のトランジスタ１２２１に印加されることによってＶＦＥＴ１が−ＶＧＳ(Ｖ)となるため、第１のトランジスタ１２２１がオン状態となる。このため、コンデンサ部１２１０に蓄積されていた電荷が放出され、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間に、ＶＣａｐがＶｔｈ（Ｖ）から０（Ｖ）まで徐々に減少する。なお、時刻Ｔ３において、第５のトランジスタ部１３６０はオフ状態となるが、電圧保持コンデンサ部１３７０によってＶＦＥＴ３が−ＶＣ（Ｖ）に保持されるため、第３のトランジスタ部１３４０はオフ状態に保持され、ＶＥがＶＧ（Ｖ）に保持される。
【００４５】
ここで、時刻Ｔ１における電子放射特性が異なる３つの電子放射装置Ａ、ＢおよびＣにおける動作の違いについて、図４のタイミングチャートを参照して説明する。なお、各電子放射装置の電子放射手段１１００のＶｏｎは、それぞれ等しいものとする。また、各電子放射装置のコンデンサ部１２１０の静電容量は、それぞれ等しいものとする。また、図４において、Ｉ１Ａ、Ｉ１ＢおよびＩ１Ｃとは、電子放射装置Ａ、ＢおよびＣの時刻Ｔ１におけるＩＣａｐのことをいう。また、図４において、時刻Ｔ２Ａ、時刻Ｔ２Ｂおよび時刻Ｔ２Ｃとは、電子放射装置Ａ、ＢおよびＣのコンデンサ部１２１０のＶＣａｐの値が、Ｖｔｈ（Ｖ）となるときの時刻のことをいう。
【００４６】
各電子放射手段１１００から電子が放射されたときに発生する放射電流の電流値、ＩＣａｐは、微少単位時間当たりに各電子放射装置によって放射される電子の個数に比例すると仮定することができる。そして、放射電流に応じて各電子放射装置のコンデンサ部１２１０に蓄積される電荷量は、それぞれ、ＩＣａｐを時刻Ｔ１から時刻Ｔ２Ａ、Ｔ２ＢまたはＴ２Ｃまでの間で時間積分したものと等しいと考えることができる。ここで、何れの電子放射装置のコンデンサ部１２１０においても時刻Ｔ２におけるＶＣａｐがＶｔｈ（Ｖ）であるため、各電子放射装置のコンデンサ部１２１０に蓄積される電荷量は、当然に等しくなる。
【００４７】
すなわち、ＶＣａｐが０（Ｖ）からＶｔｈ（Ｖ）に増加するまでに、各電子放射装置によって放射される電子の個数は、時刻Ｔ１におけるＩＣａｐがそれぞれ異なる場合にあっても、それぞれ等しくなる。このため、初期パルスが印加されることによって電子の放射が開始されてから電荷放出パルスが印加されるまで、すなわち時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの時間を１単位時間と考えた場合には、１単位時間当たりに放射する電子の個数を均一にすることができる。
【００４８】
なお、以上の説明では、電子放射手段１１００を１つの電子放射部１１１０で構成した例について説明したが、図５に示すように複数ｎ個の電子放射部１１１０ａ〜１１１０ｎで構成した場合についても同様に実施可能である。電子放射手段１１００を複数ｎ個の電子放射部１１１０ａ〜１１１０ｎで構成することにより、１つの電子放射部１１１０で構成した場合よりも、電子放射手段１１００からの陰極電流を増加させることができる。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施の形態の電子放射装置は、電子数検出手段によって電子放射手段から単位時間当たりに放射される電子の個数が制御されるため、電子放射部の電子放射特性に依存せずに、電子放射手段から単位時間当たりに放射する電子の個数を均一にすることができる。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態のディスプレイ２０００について説明する。
【００５１】
図６において、本発明のディスプレイ２０００は、電子放射パネル２１００と、駆動装置２２００と、蛍光体パネル２３００とによって構成される。
【００５２】
電子放射パネル２１００は、複数の電子放射手段２１１０を備えている。各電子放射手段２１１０は、マトリクス状に配置されており、電圧が印加されたときに電子を放射するようになっている。なお、各電子放射手段２１１０のＶｏｎは、それぞれ等しいものとする。
【００５３】
電子放射手段２１１０は、図７（ａ）に等価回路で示された１つの電子放射部２１１１、または、図７（ｂ）に示すように複数ｎ個の電子放射部２１１１ａ〜２１１１ｎによって構成されている。
【００５４】
電子放射パネル２１００は、例えば図８に示すように、各電子放射手段２１１０に電圧を印加するための複数の走査ラインおよび複数の陰極を備えている。各走査ラインは、各陰極と直交するように配置されている。なお、走査ラインおよび陰極は、それぞれ電気配線を含んでいる。
【００５５】
各電子放射手段２１１０は、各走査ラインと各陰極とが交差する領域にそれぞれ配置され、画素を形成している。また、各電子放射手段２１１０は４つの電子放射部２１１１を有している。なお、電子放射部２１１１の個数は４つに限定されるものではなく、１つ以上であればよい。
【００５６】
駆動装置２２００は、外部から入力された映像信号に基づいて、複数の各走査ラインと各陰極とにパルス電圧を順次印加し、各電子放射手段２１１０をマトリクス駆動するようになっている。なお、走査ラインに印加されるパルス電圧とは、上述したゲート電圧のことをいい、陰極に印加されるパルス電圧とは、上述した陰極電圧のことをいう。
【００５７】
ここで、駆動装置２２００の構成について説明する。駆動装置２２００は、外部から入力された映像信号に基づいて各走査ラインにゲート電圧を順次印加するゲート電圧印加手段２２１０と、外部から入力された映像信号に基づいて後述する各電子放射停止制御手段２２６０を介して各陰極に陰極電圧を順次印加する陰極電圧印加手段２２２０と、電子放射パネル２１００によって放射された電子を加速するための陽極電圧を蛍光体パネル２３００が有する透明電極２３１０に印加する陽極電圧印加手段２２３０とを備えている。
【００５８】
また、駆動装置２２００は、電子放射パネル２１００の電子放射手段２１１０が電子を放射するときに発生する放射電流の放射電流値を時間積分することによって電子放射手段２１１０が放射した電子の個数を検出する電子数検出手段２２４０とを備えている。また、駆動装置２２００は、電子数検出手段２２４０に電荷放出パルスを印加する電荷放出パルス印加手段２２５０と、電子放射手段２１１０が放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段２１１０を制御する電子放射停止制御手段２２６０と、電子放射停止制御手段２２６０に初期パルスを印加する初期パルス印加手段２２７０とを備えている。ここで、陽極電圧印加手段２２３０、電子数検出手段２２４０、および電子放射停止制御手段２２６０は、陰極ごとに設置されるものである。
【００５９】
なお、電子数検出手段２２４０は、上述した電子数検出手段１２００と同様に構成され、コンデンサ部と電荷放出回路部とを備えており、電荷放出パルス印加手段２２５０は、上述した電荷放出パルス印加手段１４０と同様の電荷放出パルスを電子数検出手段２２４０の電荷放出回路部に印加するようになっている。また、電子放射停止制御手段２２６０は、上述した電子放射停止制御手段１３００と同様に構成され、初期パルス印加手段２２７０は、上述した初期パルス印加手段１５０と同様の初期パルスを電子放射停止制御手段２２６０に印加するようになっている。
【００６０】
蛍光体パネル２３００は、ストライプ構造であり、真空に保たれた間隙を介して電子放射パネル２１００と対向して設置されている。また、蛍光体パネル２３００は、陰極ごとに陰極と平行に設置された複数の透明電極２３１０と電子放射手段２１１０ごとに設置された複数の蛍光体２３２０とを有している。各透明電極２３１０は、各陽極電圧印加手段２２３０と電気的に接続され、透明電極２３１０には、各電子放射手段２１１０によって放射された電子を加速するための陽極電圧が接続された陽極電圧印加手段２２３０によって印加されるようになっている。また、各蛍光体２３２０には、電子放射パネル２１００の各電子放射手段２１１０によって放射され陽極電圧によって加速された電子が入射されるようになっており、各蛍光体２３２０は、電子が入射されたときに所定の波長で蛍光を発するようになっている。
【００６１】
以下、本発明の実施の形態のディスプレイ２０００の動作について説明する。なお、図８において、陰極Ｂと走査ラインＡとの交点の画素を発光させる場合を例に挙げて説明する。この画素を形成する電子放射手段２１１０を電子放射手段２１１０Ｘとする。
【００６２】
まず、外部から入力される映像信号に応じて、陰極Ｂと走査ラインＡとの交点の画素を発光させる場合には、その画素の位置にある電子放射手段２１１０Ｘに接続された陰極Ｂに陰極電圧が印加され、走査ラインＡにゲート電圧が印加される。
【００６３】
そして、初期パルス印加手段２２７０によって電子放射停止制御手段２２６０に初期パルスが印加されることによって電子放射手段２１１０Ｘによる電子の放射が開始される。放射された電子は、陽極電圧印加手段２２３０によって蛍光体パネル２３００に印加された陽極電圧によって加速されて蛍光体パネル２３００に入射され、蛍光体パネル２３００において蛍光が発せられる。このとき、電子放射手段２１１０Ｘによって放射される電子の個数が上述したように電子数検出手段２２４０によって検出され、電子放射手段２１１０Ｘが放射した電子の個数が予め設定された値に達したときに電子の放射を停止するよう電子放射手段２１１０Ｘが電子放射停止制御手段２２６０によって制御される。すなわち、電子放射手段２１１０Ｘによって１単位時間当たりに放射される電子の個数が一定となるよう電子放射手段２１１０Ｘが電子数検出手段２２４０および電子放射停止制御手段２２６０によって制御される。
【００６４】
なお、他の電子放射手段２１１０おいても同様に、外部から入力される映像信号に応じてゲート電圧と陰極電圧とが印加され、初期パルスが印加されたときに、電子の放射が開始される。このとき、１単位時間当たりに各電子放射手段２１１０によって放射される電子の個数が等しくなるように電子数検出手段２２４０および各電子放射停止制御手段２２６０によって制御されているため、１単位時間当たりに蛍光体の発する蛍光の輝度が等しくなる。
【００６５】
なお、以上の説明においては、１つの電子放射手段２１１０にゲート電圧と陰極電圧とが印加されている時間内において、初期パルスと電荷放出パルスとが印加される回数を一回とすることによって、ディスプレイ２０００は、輝度が均一な２値画像を表示することができるものである。さらに、１つの電子放射手段２１１０にゲート電圧と陰極電圧とが印加されている時間内において、初期パルスと電荷放出パルスとが印加される回数を複数回とすることによって、ディスプレイ２０００は、時分割階調表示を行うことができるようになる。
【００６６】
以上説明したように、本発明の実施の形態のディスプレイ２０００は、電子数検出手段２２４０が１つの画素当たりの電子の個数を制御する構成としたので、電子放射手段２１１０が有する電子放射部２１１１の個数に関係なく、画素間の電流のばらつきを低減することができ、蛍光の輝度を均一にすることができる。
【００６７】
したがって、本発明の実施の形態のディスプレイ２０００は、複数の電子放射部２１１１によって電子放射手段２１１０を構成する場合でも、従来よりも少ない個数の電子放射部２１１１で電子放射手段２１１０を構成することができるので、従来の蛍光体パネルよりも高精細化を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態の電子放射装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の電子放射装置に係る電子放射停止制御手段の構成のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の電子放射装置に係る動作の流れを示すタイミングチャートである。
【図４】電子放射特性の異なる電子放射装置の動作の違いを示すタイミングチャートである。
【図５】電子放射手段が複数の電子放射部によって構成された一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のディスプレイのブロック図である。
【図７】（ａ）１つの電子放射部による電子放射手段の構成例を示す図である。  （ｂ）複数の電子放射部による電子放射手段の構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の電子放射パネルの平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００  外部電源
１１０、２２１０  ゲート電圧印加手段
１２０、２２２０  陰極電圧印加手段
１３０、２２３０  陽極電圧印加手段
１４０、２２５０  電荷放出パルス印加手段
１５０、２２７０  初期パルス印加手段
２００、２３００  蛍光体パネル  
１０００  電子放射装置
１１００、２１１０  電子放射手段
１１００ａ  ゲート側端子
１１００ｂ  陰極側端子
１１１０（ａ〜ｎ）、２１１１（ａ〜ｎ）、  電子放射部
１２００、２２４０  電子数検出手段
１２１０  コンデンサ部
１２１０ａ  第１のコンデンサ端子
１２１０ｂ  第２のコンデンサ端子
１２２０  電荷放出回路部
１２２１  第１のトランジスタ
１２２２  抵抗器
１３００、２２６０  電子放射停止制御手段
１３１０  第１のレベルシフタ部
１３２０  インバータおよび第２のレベルシフタ部
１３３０  第２のトランジスタ部
１３４０  第３のトランジスタ部
１３５０  第４のトランジスタ部
１３６０  第５のトランジスタ部
１３７０  電圧保持コンデンサ部
２０００  ディスプレイ
２１００  電子放射パネル
２１２０  走査ライン
２１３０  陰極
２２００  駆動装置
２３１０  透明電極
２３２０  蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005121756.tif 000009
【図８】
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